RU2574596C1 - Passive coherent radar system in metre and decimetre range - Google Patents

Passive coherent radar system in metre and decimetre range Download PDF

Info

Publication number
RU2574596C1
RU2574596C1 RU2014146246/07A RU2014146246A RU2574596C1 RU 2574596 C1 RU2574596 C1 RU 2574596C1 RU 2014146246/07 A RU2014146246/07 A RU 2014146246/07A RU 2014146246 A RU2014146246 A RU 2014146246A RU 2574596 C1 RU2574596 C1 RU 2574596C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
channel
frequency
mixer
local oscillator
amplifier
Prior art date
Application number
RU2014146246/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Семенович Виленчик
Александр Валентинович Кабанов
Павел Афанасьевич Мельяновский
Андрей Иванович Шуть
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Специальное Конструкторское бюро "Электрон" (ООО "СКБ Электрон")
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Специальное Конструкторское бюро "Электрон" (ООО "СКБ Электрон") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Специальное Конструкторское бюро "Электрон" (ООО "СКБ Электрон")
Application granted granted Critical
Publication of RU2574596C1 publication Critical patent/RU2574596C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: method is carried out via the coherent reception of signals, which is realised using, in each receiving channel of the system, phase-locked-loop frequency control of the channel and introducing, between a mixer and a computer input, series-connected a low-pass filter, a low frequency amplifier and an analogue-to-digital converter.
EFFECT: longer detection range.
3 dwg

Description

Изобретение относится к пассивной радиолокации.The invention relates to passive radar.

Наиболее близким к заявленному устройству является устройство пассивной РЛС FM диапазона, описанное в (James W.A. Brown. FM Airborne Passive Radar. A thesis submitted to University College London for the degree of Doctor of Philosophy in Electronic Engineering. Department of Electronic and Electrical Engineering. University College London. April 2013. Page 69, Figure 4.8). Структурная схема устройства приведена на фиг. П2.Closest to the claimed device is a passive radar FM band described in (James WA Brown. FM Airborne Passive Radar. A thesis submitted to University College London for the degree of Doctor of Philosophy in Electronic Engineering. Department of Electronic and Electrical Engineering. University College London. April 2013. Page 69, Figure 4.8). The block diagram of the device is shown in FIG. P2.

В этом устройстве пассивной РЛС FM-диапазона для подсветки цели одновременно используются два вещательных передатчика, расположенных в разных местах и работающих на двух различных частотах. Это позволяет из одной точки измерять дальность до цели. Соответственно в устройстве применяются два независимых канала, построенных по супергетеродинному принципу.In this passive FM radar device, two broadcast transmitters located in different places and operating at two different frequencies are simultaneously used to illuminate the target. This allows you to measure the distance to the target from one point. Accordingly, the device employs two independent channels constructed according to the superheterodyne principle.

Устройство содержит: последовательно соединенные антенну канала 1, фильтр радиочастоты канала I, усилитель радиочастоты канала 1, смеситель канала 1, фильтр промежуточной частоты канала 1, усилитель промежуточной частоты канала 1, а также гетеродин канала 1, также содержит последовательно соединенные антенну канала 2, фильтр радиочастоты канала 2, усилитель радиочастоты канала 2, смеситель канала 2, фильтр промежуточной частоты канала 2, усилитель промежуточной частоты канала 2, а также гетеродин канала 2, кроме того, содержит последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, ЭВМ и индикатор пассивной РЛС FM-диапазона, при этом второй вход смесителя канала 1 соединен с выходом гетеродина канала 1, второй вход смесителя канала 2 соединен с выходом гетеродина канала 2, выходы усилителя промежуточной частоты канала 1 и усилителя промежуточной частоты канала 2 соединены со входами аналого-цифрового преобразователя.The device comprises: a channel 1 antenna connected in series, a channel I radio frequency filter, channel 1 radio frequency amplifier, channel 1 mixer, channel 1 intermediate frequency filter, channel 1 intermediate frequency amplifier, and channel 1 local oscillator, also contains a channel 2 antenna, filter channel 2 radio frequencies, channel 2 radio frequency amplifier, channel 2 mixer, channel 2 intermediate frequency filter, channel 2 intermediate frequency amplifier, and channel 2 local oscillator, in addition, it contains in series with a single analog-to-digital converter, a computer and an indicator of the passive FM radar, the second input of the channel 1 mixer connected to the output of the local oscillator channel 1, the second input of the channel 2 mixer connected to the output of the local oscillator channel 2, the outputs of the intermediate frequency amplifier channel 1 and the intermediate amplifier channel 2 frequencies are connected to the inputs of the analog-to-digital converter.

Работает это устройство следующим образом. Радиосигналы от двух различных работающих на различных частотах передатчиков FM-диапазона приходят на две антенны соответственно двух каналов пассивной РЛС FM-диапазона. В каждом канале сигнал подвергается аналоговой обработке, стандартной для супергетеродинного приема. Затем сигнал преобразовывается в цифровую форму для дальнейшей обработки на ЭВМ с помощью двухканального АЦП, и в цифровой форме передается в ЭВМ. В ЭВМ производится измерение разности времени прихода сигнала, отраженного от цели, и сигнала, пришедшего прямо от передатчика, для каждого канала. Эта разность времени в каждом канале с точностью до коэффициента, равного скорости света, равна разности между суммой расстояний от пассивной РЛС до цели и от цели до передатчик расстоянием от пассивной РЛС до передатчика напрямую. Измерив обе указанные разности, зная расстояния между пассивной РЛС и обоими передатчиками и зная диаграммы направленности антенн каждого канала, в ЭВМ рассчитываются координаты цели, которые выводятся на индикатор пассивной РЛС FM диапазона.This device works as follows. Radio signals from two different FM-range transmitters operating at different frequencies come to two antennas, respectively, of two channels of a passive FM-band radar. In each channel, the signal undergoes analog processing, standard for superheterodyne reception. Then the signal is converted into digital form for further processing on a computer using a two-channel ADC, and digitally transmitted to a computer. The computer measures the difference in the time of arrival of the signal reflected from the target and the signal that came directly from the transmitter for each channel. This time difference in each channel, up to a factor equal to the speed of light, is equal to the difference between the sum of the distances from the passive radar to the target and from the target to the transmitter, the distance from the passive radar to the transmitter directly. By measuring both of these differences, knowing the distance between the passive radar and both transmitters and knowing the antenna patterns of each channel, the computer calculates the coordinates of the target, which are displayed on the indicator of the passive radar FM range.

Недостатками данного устройства является недостаточная дальность обнаружения цели, ограниченная мгновенным динамическим диапазоном усилителей промежуточной частоты каналов, которые одновременно усиливают прямые сигналы передатчиков и сигналы, отраженные от целей. Эти сигналы отличаются по уровню на несколько порядков.The disadvantages of this device is the insufficient detection range of the target, limited by the instantaneous dynamic range of the amplifiers of the intermediate frequency of the channels, which simultaneously amplify the direct signals of the transmitters and the signals reflected from the targets. These signals differ in level by several orders of magnitude.

Преодолеть указанный недостаток позволяет когерентный прием сигналов.Overcoming this drawback allows coherent signal reception.

Для реализации когерентного приема сигналов предлагается следующее устройство (фиг. 1). При этом когерентный прием на 3 дБ улучшает отношение сигнал-шум. Кроме того, для расширения функциональных возможностей пассивной РЛС расширен ее диапазон с FM на весь метровый и дециметровый диапазон.To implement coherent signal reception, the following device is proposed (Fig. 1). At the same time, 3 dB coherent reception improves the signal-to-noise ratio. In addition, to expand the functionality of the passive radar, its range has been expanded from FM to the entire meter and decimeter ranges.

Таким образом предлагается следующее устройство.Thus, the following device is proposed.

Пассивный когерентный радиолокационный комплекс метрового и дециметрового диапазонов, содержащий последовательно соединенные антенну канала 1, фильтр радиочастоты канала 1, усилитель радиочастоты канала 1, смеситель канала 1, полосовой фильтр низкой частоты канала 1, усилитель низкой частоты канала 1, аналого-цифровой преобразователь канала 1, ЭВМ 8, индикатор пассивного когерентного радиолокационного комплекса метрового и дециметрового диапазонов 9, между антенной канала 1 и вторым входом смесителя канала 1 включены последовательно соединенные фильтр несущей частоты канала 1, усилитель несущей частоты канала 1, система фазовой автоподстройки частоты канала 1 и гетеродин канала 1, последовательно соединенные антенну канала 2, фильтр радиочастоты канала 2, усилитель радиочастоты канала 2, смеситель канала 2, полосовой фильтр низкой частоты канала 2, усилитель низкой частоты канала 2, аналого-цифровой преобразователь канала 2, при этом выход аналого-цифрового преобразователя канала 2 соединен со вторым входом ЭВМ 8, между антенной канала 2 и вторым входом смесителя канала 2 включены последовательно соединенные фильтр несущей частоты канала 2, усилитель несущей частоты канала 2, система фазовой автоподстройки частоты канала 2 и гетеродин канала 2, при этом управляющий выход гетеродина канала 1 соединен с управляющим входом системы фазовой автоподстройки частоты канала 1, а управляющий выход гетеродина канала 2 соединен с управляющим входом системы фазовой автоподстройки частоты канала 2.Passive coherent radar complex of meter and decimeter ranges, containing a channel 1 antenna, a channel 1 radio frequency filter, channel 1 radio frequency amplifier, channel 1 mixer, channel 1 low-pass filter, channel 1 low-frequency amplifier, channel 1 analog-to-digital converter, A computer 8, an indicator of a passive coherent radar complex of meter and decimeter ranges 9, between the antenna of channel 1 and the second input of the mixer of channel 1 are connected in series Channel 1 carrier frequency filters, Channel 1 carrier frequency amplifier, Channel 1 phase-locked loop and channel 1 local oscillator, Channel 2 antenna, Channel 2 radio frequency filter, Channel 2 radio frequency amplifier, Channel 2 mixer, Channel 2 low-pass filter , the low-frequency amplifier of channel 2, the analog-to-digital converter of channel 2, while the output of the analog-to-digital converter of channel 2 is connected to the second input of the computer 8, between the antenna of channel 2 and the second input of the mixer of channel 2 they are connected in series with the carrier-frequency filter of channel 2, the carrier-frequency amplifier of channel 2, the phase-locked loop system of channel 2 and the local oscillator of channel 2, while the control output of the local oscillator of channel 1 is connected to the control input of the phase-locked loop of the frequency of channel 1, and the control output of the local oscillator of channel 2 connected to the control input of the phase-locked loop system of channel 2 frequency.

Работает предложенное устройство аналогично прототипу. Принципиальным отличием предложенного устройства от прототипа являются введенные в устройство система фазовой автоподстройки частоты канала 1 и система фазовой автоподстройки частоты канала 2, управляющие гетеродином канала 1 и гетеродином канала 2. На сами системы фазовой автоподстройки частоты подаются сигналы несущих частот передатчиков и сигналы гетеродина канала 1 и гетеродина канала 2. При этом для увеличения помехоустойчивости и соответственно дальности обнаружения цели пассивного когерентного радиолокационного комплекса метрового и дециметрового диапазонов в устройство включены последовательно соединенные фильтр несущей частоты канала 1, усилитель несущей частоты канала 1 и последовательно соединенные полосовой фильтр низкой частоты канала 1, усилитель низкой частоты канала 1 и последовательно соединенные фильтр несущей частоты канала 2, усилитель несущей частоты канала 2 и последовательно соединенные полосовой фильтр низкой частоты канала 2, усилитель низкой частоты канала 2, а выходы усилителя несущей частоты канала 1 и усилителя несущей частоты канала 2 соединены со входами несущих частот системы фазовой автоподстройки частоты канала 1 и системы фазовой автоподстройки частоты канала 2.The proposed device works similarly to the prototype. The fundamental difference between the proposed device and the prototype are the channel 1 phase locked loop system and the channel 2 phase locked loop system that control the channel 1 local oscillator and channel 2 local oscillator. The phase locked loop systems themselves are supplied with the carrier frequencies of the transmitters and the channel 1 local oscillator signals the local oscillator of channel 2. Moreover, to increase the noise immunity and, accordingly, the target detection range of the passive coherent radar complex, In the wave and decimeter ranges, the device includes a series-connected carrier-frequency filter of channel 1, a carrier-frequency amplifier of channel 1 and a series-connected low-pass filter of channel 1, a low-frequency amplifier of channel 1 and series-connected carrier-frequency filter of channel 2, a carrier-frequency amplifier of channel 2 and a series-connected low-pass filter of channel 2, a low-frequency amplifier of channel 2, and the outputs of the carrier-frequency amplifier of channel 1 and the carrier-frequency amplifier of channel 2 connected to the inputs of the carrier frequencies of the phase-locked loop system of channel 1 and the phase-locked loop system of frequency of channel 2.

Пассивный когерентный радиолокационный комплекс, фиг. 1, содержит:Passive coherent radar system, FIG. 1 contains:

1 - антенна канала 11 - channel 1 antenna

2 - фильтр радиочастоты канала 12 - channel 1 radio frequency filter

3 - усилитель радиочастоты канала 13 - amplifier radio frequency channel 1

4 - смеситель канала 14 - channel 1 mixer

5 - полосовой фильтр низкой частоты канала 15 - bandpass low-pass filter of channel 1

6 - усилитель низкой частоты канала 16 - low frequency amplifier channel 1

7 - аналого-цифровой преобразователь канала 17 - analog-to-digital Converter channel 1

8 - ЭВМ8 - computer

9 - индикатор пассивного когерентного радиолокационного комплекса метрового и дециметрового диапазонов9 - indicator of a passive coherent radar complex meter and decimeter ranges

10 - фильтр несущей частоты канала 110 - channel 1 carrier frequency filter

11 - усилитель несущей частоты канала 111 - carrier frequency amplifier channel 1

12 - система фазовой автоподстройки частоты канала 112 - phase locked loop frequency channel 1

13 - гетеродин канала 113 - local oscillator channel 1

14 - антенна канала 214 - channel 2 antenna

15 - фильтр радиочастоты канала 215 - channel 2 radio frequency filter

16 - усилитель радиочастоты канала 216 - channel 2 radio frequency amplifier

17 - смеситель канала 217 - channel 2 mixer

18 - полосовой фильтр низкой частоты канала 218 - bandpass low-pass filter of channel 2

19 - усилитель низкой частоты канала 219 - amplifier low frequency channel 2

20 - аналого-цифровой преобразователь канала 220 - analog-to-digital Converter channel 2

21 - фильтр несущей частоты канала 221 - channel 2 carrier frequency filter

22 - усилитель несущей частоты канала 222 - carrier frequency amplifier channel 2

23 - система фазовой автоподстройки частоты канала 223 - phase-locked loop frequency channel 2

24 - гетеродин канала 224 - channel 2 local oscillator

ЛитератураLiterature

1. James W.A. Brown confirm that the work presented in this thesis is my own. Where information has been derived from other sources, I confirm that this has been indicated in the thesis. A thesis submitted to University College London for the degree of Doctor of Philosophy in Electronic Engineering. Department of Electronic and Electrical Engineering. University College, London. April 2013. Page 69, Figure 4.8.1. James W.A. Brown confirm that the work presented in this thesis is my own. Where information has been derived from other sources, I confirm that this has been indicated in the thesis. A thesis submitted to University College London for the degree of Doctor of Philosophy in Electronic Engineering. Department of Electronic and Electrical Engineering. University College, London. April 2013. Page 69, Figure 4.8.

Claims (1)

Пассивный когерентный радиолокационный комплекс метрового и дециметрового диапазонов, содержащий последовательно соединенные антенну канала 1, фильтр радиочастоты канала 1, усилитель радиочастоты канала 1, смеситель канала 1, ЭВМ 8, индикатор пассивного когерентного радиолокационного комплекса метрового и дециметрового диапазонов 9, ко второму входу смесителя канала 1 подключен гетеродин канала 1, также содержит последовательно соединенные антенну канала 2, фильтр радиочастоты канала 2, усилитель радиочастоты канала 2, смеситель канала 2, ко второму входу смесителя канала 2 подключен гетеродин канала 2, отличающийся тем, что между смесителем канала 1 и первым ходом ЭВМ 8 включены последовательно соединенные полосовой фильтр низкой частоты канала 1, усилитель низкой частоты канала 1 и аналого-цифровой преобразователь канала 1, между смесителем канала 2 и вторым ходом ЭВМ 8 включены последовательно соединенные полосовой фильтр низкой частоты канала 2, усилитель низкой частоты канала 2 и аналого-цифровой преобразователь канала 2, между антенной канала 1 и управляющим входом гетеродина канала 1 включены последовательно соединенные фильтр несущей частоты канала 1, усилитель несущей частоты канала 1, система фазовой автоподстройки частоты канала 1, а управляющий выход гетеродина канала 1 соединен с управляющим входом системы фазовой автоподстройки частоты канала 1, между антенной канала 2 и управляющим входом гетеродина канала 2 включены последовательно соединенные фильтр несущей частоты канала 2, усилитель несущей частоты канала 2, система фазовой автоподстройки частоты канала 2, а управляющий выход гетеродина канала 2 соединен с управляющим входом системы фазовой автоподстройки частоты канала 2. Passive coherent radar complex of the meter and decimeter ranges, containing a channel 1 antenna, a channel 1 radio frequency filter, channel 1 radio frequency amplifier, channel 1 mixer, computer 8, an indicator of the passive coherent radar complex of meter and decimeter ranges 9, to the second input of channel 1 mixer a channel 1 local oscillator is connected, also contains a channel 2 antenna, a channel 2 radio frequency filter, a channel 2 radio frequency amplifier, a channel 2 mixer, a local oscillator of channel 2 is connected to the second input of the channel 2 mixer, characterized in that a low-frequency band-pass filter of channel 1, a low-frequency amplifier of channel 1 and an analog-to-digital converter of channel 1 are connected in series between the channel mixer between the channel mixer 2 and the second stroke of the computer 8, a low-frequency band-pass filter of channel 2, a low-frequency amplifier of channel 2, and an analog-to-digital converter of channel 2 are connected in series between the antenna of channel 1 and the control input one of channel 1 includes a series-connected filter of the carrier frequency of channel 1, an amplifier of the carrier frequency of channel 1, a phase-locked loop system of channel 1, and the control output of the local oscillator of channel 1 is connected to the control input of the phase-locked loop of the frequency of channel 1, between the antenna of channel 2 and the control input of the local oscillator channel 2 includes a series-connected filter of the carrier frequency of channel 2, an amplifier of the carrier frequency of channel 2, a phase-locked loop system of frequency of channel 2, and the control output of the local oscillator of the channel 2 and is connected to the control input of the phase locked frequency channel system 2.
RU2014146246/07A 2015-01-16 Passive coherent radar system in metre and decimetre range RU2574596C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2574596C1 true RU2574596C1 (en) 2016-02-10

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5019826A (en) * 1988-09-29 1991-05-28 Hughes Aircraft Company Coherent radar using recirculating delay line
WO2002091017A2 (en) * 2001-05-04 2002-11-14 Lockheed Martin Corporation System and method for measurement domain data association in passive coherent location applications
US20020198650A1 (en) * 2001-05-04 2002-12-26 Lockheed Martin Corporation System and method for wideband pre-detection signal processing for passive coherent location applications
RU2231807C2 (en) * 2002-09-17 2004-06-27 Федеральное государственное унитарное предприятие Государственный Рязанский приборный завод - Дочернее предприятие Федерального государственного унитарного предприятия "Российская самолетостроительная корпорация "МиГ" Receiver of coherent-pulse radar with large dynamic range
RU2255351C1 (en) * 2003-10-23 2005-06-27 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный Рязанский Приборный Завод" Radio-receiving device of coherent radar with optimum filtration of signal
RU2454678C1 (en) * 2011-04-18 2012-06-27 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Coherent-pulse radar

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5019826A (en) * 1988-09-29 1991-05-28 Hughes Aircraft Company Coherent radar using recirculating delay line
WO2002091017A2 (en) * 2001-05-04 2002-11-14 Lockheed Martin Corporation System and method for measurement domain data association in passive coherent location applications
US20020198650A1 (en) * 2001-05-04 2002-12-26 Lockheed Martin Corporation System and method for wideband pre-detection signal processing for passive coherent location applications
RU2231807C2 (en) * 2002-09-17 2004-06-27 Федеральное государственное унитарное предприятие Государственный Рязанский приборный завод - Дочернее предприятие Федерального государственного унитарного предприятия "Российская самолетостроительная корпорация "МиГ" Receiver of coherent-pulse radar with large dynamic range
RU2255351C1 (en) * 2003-10-23 2005-06-27 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный Рязанский Приборный Завод" Radio-receiving device of coherent radar with optimum filtration of signal
RU2454678C1 (en) * 2011-04-18 2012-06-27 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Coherent-pulse radar

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2444755C1 (en) Method for detection and spatial localisation of air objects
RU2015114868A (en) LOCAL PHASE DIFFERENCE-FAR DIMENSIONAL RADIO NAVIGATION SYSTEM
RU2600109C1 (en) Monopulse radar of millimetre range
US4660040A (en) Target range sensing apparatus
RU2679597C1 (en) Pulse-doppler airborne radar station operating method during detecting of air target - carrier of radio intelligence and active interference stations
RU2574596C1 (en) Passive coherent radar system in metre and decimetre range
RU2416807C2 (en) Method for radar measurement of velocity and coordinates of objects and system for implementing said method
RU2631422C1 (en) Correlation-phase direction-finder
RU2608551C1 (en) Pulse-doppler airborne radar station operating method during detecting of aerial target, radio reconnaissance station carrier
RU2573780C1 (en) Microwave radio receiver
EP2901174B1 (en) Frequency modulated continuous waveform (fmcw) radar
RU2471200C1 (en) Method for passive detection and spatial localisation of mobile objects
RU75056U1 (en) INFORMATION-MEASURING SYSTEM OF RADIO EMISSION CONTROL
RU2429501C1 (en) Detection and direction finding method of air objects
RU2669357C1 (en) Time-frequency coded radio-pulse signal monopulse interogator receiver
RU2444026C1 (en) Radar station for ship navigation
RU2471199C1 (en) Method for passive detection of mobile objects
CN201965228U (en) Decimetric wave instrument landing equipment ranging receiver
Emelyanov et al. Features of signals reception and processing at the Kharkiv Incoherent Scatter Radar
RU2305295C1 (en) Phase method for direction finding
RU2347233C1 (en) Information-measuring monitoring system of radio-frequency radiation
RU2184983C2 (en) Method locating thunderstorms and device for its implementation
RU2567114C1 (en) System for measuring coordinates of navigation object
RU2284545C2 (en) Radio inspection naval system
RU165270U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING THE LOCATION OF THE SIGNAL SOURCE